Semplice ricetrans SSB per i 20 e 80 metri di alte prestazioni

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1 S Semplice ricetrans SSB per i 20 e 80 metri di alte prestazioni 2ª parte di Pietro Iellici I2BUM FILTRI + AMPLIF. MF (foto 2 e figg. 10 e 11): Lo schema di fig. 10 evidenzia subito la caratteristica dello stadio. Esso occupa gran parte del lato inferiore con i filtri montati di sopra. Chi non dispone dei KWG può realizzare filtri equivalenti ladder come da fig. 11 con quarzi reperibili presso RF ELETTR. Al fine di migliorare il rumore e l intermodulazione (del filtro), sono stati utilizzati 2 filtri medi anziché uno solo di alte caratteristiche. Il diplexer tra amplif. e filtro a quarzo è stato omesso in quanto strumentalmente Filtri+Amplif. MF Riv. Bilan. elenco componenti: MIX1 = DBM EMT3MH XF1-2 = filtri KVG XF9A (vedi anche LADDER) TR = BF 987 T1-3 = 8 sp. Trifilari d. 0.2 toro. FT37/43 T2 = 10 sp. Bifilari d. 0.2 toro. FT37/43 L1-2 = 30 sp 0.3 T37-2 toro. L3 = 32 sp d.0.3 T44-2 toro. Cv = comp. var. 5/30 pf CV3-4-7 = comp. var. 6/60 pf D1-2 = diodi BAT 85 (83) Dz1 = zener 2.2 V CF = cond. Cer 100 nf 50 V C1-2=27pFNP0 C =1nFcer. C7=39pFNP0 C8 = 100 pf cer. C9 = 6.8 pf NP0 C11 = 330 nf R1-2 = 3.3 K R3 = 2.7 K R4-7 = 180 R5=10 R = 10 K R = 100 R10 = 3.9/ 6.8 K R = 56 R14 = 680 R17 = 100 K R18 = 390 Fig Filtri + amplif. MF RX/TX - Rivel./Modul. bilanc. RD Rke 3/2006 7

2 Filtri ladder elenco componenti XT = quarzi 9 MHz (RF. Elettr.) T1-3 = sp d0.2 binoc T2 = 8 sp trifilari d.0.2 toro. FT 37/43 C1-2 = NP0 68 pf C3-6 = NP0 80 pf C4-5 = NP= 100 pf Fig Filtri Ladder non determinante. T1 e T2 adattano rispettivamente le impedenze ai 500 e poi 2000 di ingresso al JFET BF987. Gli stadi sono 2 in cascode con un G di 56 db e a basso rumore. La polarizzazione con DZ1 e la regolazione CAG sui gate dei cascode, consente una regolazione CAG di oltre 90 db. Fig Curva di intermodulazione misurata all ingresso del 1 filtro a quarzo. Orizz. = 10 khz / divis.; vert. = 10 db / divis.; Ingresso = MHz / MHz livello -10 dbm. Uscita = 9 MHz livello 3.5 dbm. I prodotti di intermodulazione sono a 53.5 dbm. La IIP3 risulta pertanto di + 15 dbm. N.B. è stato verificato che non interviene nessun peggioramento dopo il filtro a quarzo sia KVG che LADDER Fig Curva di risposta dei 2 filtri XF1A con interposto l amplific. di media. Orizz. = 800 Hz / divis.; vertic. = 10 db / divis. Da notare lo spettacolare fattore di forma! 2.4 khz a 6 dbe4.4khza87db. Fig Curve di risposta dei filtri LADDER. La prima è di un filtro solo. Orizz. = 1 khz / divis.; vertic. = 10 db / divis. La seconda è della coppia con interposto l amplific di media. Orizz. = 800 Hz / divis. Rispetto ai KVG si nota un leggero peggioramento della linearità (1.5 db) e della selettività (solo dopo i 60 db). Migliora leggermente l attenuazione fuori banda (97dB contro i 92), e l attenuazione in banda (4 db contro i 6) 8 Rke 3/2006 RD3-2006

3 Dopo il secondo filtro il segnale entra nel rivelatore a prodotto che fa anche da mixer bilanciato in TX. Sempre in trasmissione, mancando la VCC alla MF, il segnale a 9 MHz (già SSB) passa in direzione inversa verso XF1 amplificato di solo 12 db da TR5. I diodi D1-2 isolano i rispettivi stadi quando manca la rispettiva alimentazione. Vedi schema a blocchi TX fig. 1B. Il rivelatore a prodotto (mixer bilanciato) è sempre ad alta dinamica che serve soprattutto in trasmissione dove i livelli sono piuttosto elevati. Il segnale di battimento arriva dallo scomparto BFO a fianco; una lamina saldata intorno al pin 4 del mixer e messa a massa, elimina eventuali irradiazioni. Al pin 2 si trova il segnale BF già rivelato e parzialmente filtrato. Per la messa a punto va prima alimentato l ingresso cag con una tensione variabile da 0 a 5V (5V = max G). Scollegare T3 dal pin 1 del MIX1 e mettere a terra l uscita di T3 con una R di 50. Entrare quindi in antenna con F = 3.65 MHz livello 70 dbm e variando la sintonia del trans verificare il livello presente ai capi di T3. Con Cv3 e Cv4 regolati per il max.(aiutarsi anche con Fig BFO 9 MHz Cv ) si dovrebbero avere ca. 110 / 90 mv di picco. Verificare che il segnale diminuisca senza scatti diminuendo la V di cag. Se nella regolazione di Cv3 o di V cag intervengono autooscillazioni, diminuire R10. A questo punto fare un escursione della frequenza di ingresso di 2100 Hz e verificare che il segnale di uscita non abbia variazioni superiori a 3 db(1.41 volte). Per ottenere questa linearità vanno ritoccati solamente Cv E chiaro che se si impiegano i filtri ladder questa regolazione non è necessaria, mancando appunto detti compensatori. STADIO BFO 9 MHz (foto 2 e fig. 16): E sistemato a fianco della media in modo da essere vicino al mixer. Questo scomparto deve essere accuratamente schermato in special modo con i finger superiormente per evitare battimenti con il VFO che si traducono in vari fischietti in gamma. Il circuito è un COLPITTS classico. A seconda dei quarzi usati può essere necessario mettere Cv1-2 in serie anziché parallelo. L importante è il controllo con frequenzimetro delle 2 frequenze e khz. Nel caso di impiego dei filtri ladder la frequenza centrale diminuisce a khz; le due F di banda laterale devono pertanto variare a e khz. Se non si dispone dei quarzi adatti vanno altrettanto bene i quarzi CB scegliendoli tra le F = e khz. All oscillatore segue un buffer con L1 sintonizzata a basso Q per avere il livello desiderato con basso contenuto di armoniche. INT1 sul frontale permette la commutazione USB / LSB. Per la taratura oltre alla frequenza verificare il livello che deve essere di 1.4 / 1.5 V di picco su 50. STADIO BASSA FREQUENZA / COMMUTAZIONE (foto 2e3efig.17: Esso provvede ad amplificare la bassa frequenza rivelata dallo stadio precedente di MF. Sono previsti 2 Ic per un guadagno complessivo di 77 db. Il primo amplificatore NE5534 a basso rumore, viene commutato in TX come amplificatore microfonico. I comandi di volume e guadagno micro P2 e P1 si trovano sul pannello frontale. Una parte del segnale presente sull uscita di Ic1 viene rivelata dai 2 SCHOTTKY D1-2 (VR = 0.28 V) che amplificata da TR2-1 diventa tensione di cag da 4.8 V max G a 0.3 V BFO 9 MHz Elenco componenti IC1 = 78L08 TR1 = BF 987 (RF. Elettr.) TR2 = 2N 2222 XT1 = quarzo khz XT2 = quarzo khz L1 = sp. D.0.3 toro.t50-2 Cv1-2 = comp. var. 5/30 pf CF = cond. Cer 100 nf 50 V C1-2 = 4.7 F 25 V tant. C3-4 = NP0 33 pf C5 = NP0 22 pf C6 = 150 pf 50 V mica arg. Rfc1 = IMP. RF 50 H R1-4 = 100 K R2-3 = 390 R5 = 470 INT1 = microdeviat.1 via (front.) RL1 = microrelè 12V / 1scambio RD Rke 3/2006 9

4 Fig Bassa frequenza /commutaz. max attenuazione. Il potenziometro P4 sul frontale regola la tensione max di cag e di conseguenza il guadagno di media, mentre il trimmer P3 stabilisce il punto di intervento. Con INT2-3 sempre sul frontale si può escludere o rallentare il cag. I relè RL1-3 si trovano sul lato superiore, tra i 2 filtri. Il primo commuta lo strumento S1 come misuratore di potenza dir/ref oppure come S-meter in ricezione, misurando in questo caso la corrente assorbita da TR1. RL3 è invece adibito a commutazioni ausiliari esterne PTT. Nella fig. 17 sono inoltre indicati i circuiti di alimentazione e commutazione RX/TX. Considerando l alto numero di interventi, Bassa frequenza/commutazione elenco componenti IC1 = NE5534 IC2 = LM383 (TDA 2003) IC3 = 78L05 TR1 = 2N2905 TR2 = 2N2222 L1-2 = LED verde+rosso S1 = MICROAMP. 100 A MICRO = tipo ceramico alta Z ALT. = altoparlante 4/8 2W F1 = Fusibile 1 A F2 = Fusibile 5 A Ps1 = pulsante del microfono INT1 = Microint. 5 A (frontale) INT2-INT3 = Microint. 0.5 A (frontale) Rfc1 = IMP. RF 50 H P1 = Pot. log. 100K (frontale) P2-4 = Pot. log. 10 K (frontale) P3 = trimmer multig. 10 K P5-6 = trimmer multig. 100K D1-2 = diodi BAT 85 (83) D3-4 = 1N4148 R1-3=56K 10 Rke 3/2006 RD R = 1.2 K R4-7 = 390 R6 = 100 K R8-9 = 2.2 R10=10K R11=47K R12-19 = 33 K R13-17 = 2.7 K R14=22K R16 = 1.2 M R18 = 330 K R20 = 220 K R21-22 = 820 CF = cond. Cer 100 nf 50 V C = 3.3 nf cer C = 47 F 16V el. C = 1 F 25V tant. C5=10 F 10Vel. C6 = 750 pf cer. C7-14 = 330 nf C8=22 F 16Vel. C12-13 = 220 F 16V el C19 = 1000 F 16Vel. RL1-2-4 = microrelè 12 v /2 scambi RL3 = microrelè 1 scambio

5 Fig Amplificatore di potenza 25 W il relè RL4 ha i contatti in parallelo. Importanti sono i 2 fusibili separati F1-2, il primo per proteggere i relè in caso di corto, il secondo per staccare l alimentazione al finale sempre per corti o sovraccarico. Due LED L1-2 evidenziano sul frontale la situazione in corso. Per la messa a punto controllare per prima cosa la tensione di cag senza segnale che deve essere di 4.8 V con P4 al max e di 0.3/0.5 V al minimo (P3 deve essere al minimo). All altoparlante senza segnale di ingresso, con volume al max si deve udire un fruscio modesto e ben sopportabile. Variando R8 tra 1.2 e 4.7 si può eventualmente correggere il G di IC2 (più è bassa più è alto G). Applicare ora un segnale di -13 dbm a 3.65 MHz e con P4 al max, regolare P5 per il fondo scala di S1 (S9+60). Ripetere con un ingresso di -109 dbm e agendo su P3 far muovere l indice di alcuni gradi (S3). A questo punto tarare la scala completa tenendo conto che S9 = -73 dbm e che ogni punto corrisponde a 6 db. La grande escursione presente sui primi punti di segnale è per evitare l intervento AGC per i bassi livelli, che peggiorerebbero il rapporto segnale/rumore. Va tenuto presente che la maggior attenuazione dei filtri in ingresso sui 20 m svantaggia l indicazione dello S-meter di ca 2 db. AMPLIFICATORE DI POTENZA 25W (foto 5 e fig. 18): Per questo stadio è previsto uno scatolino a parte dotato di dissipatore alettato. Le dimensioni sono 100x54 mm h= 20 mm+ 22 mm di dissipatore per un totale di almeno 42 mm. Si è adottato un circuito in controfase sia per pilota che finale in modo da ridurre la seconda armonica. La controreazione sul pilota con rfc3-4 mantiene uniforme il guadagno sia sui 20 che 80 m (ca 26 db) TR1 e TR2 devono essere dissipati con alette oppure come il mio caso con finger a tulipano ancorati sul dissipatore di base. Il diodo D1 deve essere a contatto di uno dei 2 TR. P1 regola la corrente di collettore di TR1-2 (classe AB), mentre P2 stabilisce il punto di lavoro di TR3-4 (classe B). Questi ultimi sono del tipo economico TO220 per CB ma dalle caratteristiche e guadagno di rilievo, ben 15 db in 20 m. Per mantenere bassa l impedenza di polarizzazione si è scelto l accoppiata TR5-6 con TR6 a stretto contatto di uno dei 2 finali. R17-C6 e R16-C7 impediscono Amplificatore di potenza elenco componenti IC1 = 78L05 TR1-2 = 2N3866 (2N4427) con dissipatore TR3-4 = C1945 su piastra alettata TR5 = 2N2222 TR6 = BD439 (a contatto termico con TR4) D1 = 1N4007 (acontatto termico con TR1/2) Rfc1-2 = IMP. RF 50 H Rfc3-4 = IMP. RF 10 H T1 = 5 sp sp. Bifilari 0.2 binoc T2 = 10 sp. Bifilari d sp. Toro. FT50/43 T3 = 1 sp. Cu.arg sp isol. 0.5 binoc.fb (alimentazione al centro della spira) FB1 = 1 oppure 2 perline ferrite P1 = trimmer multigiri 1 K P2 = trimmer multigiri 100 ½W CF = cond. Cer. 100 nf 50 V C = 47 F 16V el. C = cond. cer. 10 nf 200V SMD C5 = 220 F 10Vel. C8 = 330 / 620 pf 150 V mica arg. R1 = 10/22 R2 = 150 R = 3.7 R5-6 = 470 R9-10 = 1.2 K R12=1501W R13 = 6.8 K R14-15 = 23.5 (2 da 47 in parallelo) R16-17 = 270 ½ W R18=220½W N 2 connettori SMB RD Rke 3/

6 autooscillazioni specie per carichi non ben adattati. È da notare che avendo i finali il case unito all emettitore, non è necessaria alcuna interposizione isolante con notevole vantaggio per la dispersione di calore. Per la taratura va per prima cosa inserito un carico fittizio di 50 sull uscita e una R di 50 sull ingresso con P1 e P2 a zero. Senza segnale alimentare prima il +12 pot. verificando I = 0. Dare il + 12 TX e aumentare P2 finoaidiriposo dei finali = 120 ma. Verificare la I di +12 fx che dovrebbe essere di ca 70 ma, aumentare P1 fino ad arrivare a 160mA mentre la corrente dei finali non deve assolutamente subire variazioni. A queste condizioni, inviando per breve tempo in ingresso una portante di 0 dbm si dovrebbero avere incrementi di ca 20 ma su +12tx e assorbimento di ca 3A sullo stadio finale con ca 40V di picco sulla R di carico. Se togliendo l ingresso le correnti non tornano alle condizioni iniziali, significa che sono presenti oscillazioni parassite. Per la loro eliminazione, diminuire R16-17 oppure invertire i terminali di uscita di T3. Allo scopo si può anche aumentare R1 e invertire il senso di T1. MESSA A PUNTO DEL TX Abbiamo precedentemente accennato che in TX vengono utilizzati gli stessi stadi della ricezione. In realtà il guadagno della media frequenza (56 db) sarebbe eccessivo in TX mandando tutto in saturazione. Si è pertanto previsto un apposito amplificatore TR5 (vedi fig. 10) con minor guadagno. Per la taratura va impiegato un generatore BF a 2 toni 700/1900 Hz e di livello variabile da ca 0.1 a 5 mv. Lo strumento è facilmente costruibile, semplici schemi sono presenti su HANDBOOK inglesi e americani. Il segnale a due toni va inviato attraverso la presa del microfono mentre il prelievo a 9 MHz va fatto su T1 con sonda a 50 (fig. 10). Sullo schermo deve comparire il classico doppio inviluppo SSB con incrocio sullo zero. Cv7 va regolato per il max segnale. In questa fase ritoccare eventualmente le due frequenze del BFO relative a USB/ LSB e i compensatori sui filtri a quarzo (se non si usano i ladder ). Il livello indistorto di uscita dovrà essere di almeno 300 mv di picco. Conclusa questa fase, passiamo al prelievo del segnale direttamente sul connettore dei filtri passabanda (fig. 3). Qui dovremmo trovare indistorti ca 0.6/0.7 V sugli estremi gamma. A questo punto possiamo inserire l amplificatore con i due collegamenti coax intestati SMB e carico fittizio collegato sull antenna. Con una sonda 10:1 sul carico dovremmo avere indistorti ca 96 V pp sui 20m e 110Vpp sui 80 m (vedi anche curva di risposta fig 19). La potenza PEP sarà pertanto data dalla formula Vpp x Vpp / 400 corrispondente a 23W e rispettivamente 30 W (NB V aliment. = 13.5V). Per ottenere questi valori variare eventualmente C8 (fig. 18) e nel caso C3-8 (fig. 2). A risultato ottenuto la corrente di picco totale assorbita dal TRANS sarà di ca 4.5 A in 80 m e 4 A in 20m. Fare attenzione nelle prove di mantenere il doppio tono per non più di 30 sec. alla volta per non superare i limiti di dissipazione dei finali. Se ci fosse tendenza di autooscillazione anche con R1 al max aggiungere in parallelo al primario di T1 (fig. 18) una R di 50/100. Alla fine dobbiamo anche verificare l indicazione di S1 come wattmetro. Se il carico fittizio è puramente ohmico non vi sarà alcuna indicazione con INT1 posizionato su REF (fig. 2). Durante la messa a punto della potenza max, P6 di fig. 17 dovrà 12 Rke 3/2006 RD Fig Curva di risposta di intermodulazione del TX. Orizz. = 1 khz / divis.; vertic. 10 db / divis. Modulazione con 2 toni 700 / 1900 Hz. Potenza di uscita ca 28 W. prodotti IMD3 = -29 db essere regolato per il fondo scala con INT1 su posiz. DIR. Inserendo un microfono ceramico si deve poi regolare il micro-gain P1 in modo da non avere compressione sui picchi di modulazione. Ciò significa normalmente, avere un indicazione di potenza media metà della max. A questo punto non rimane che la prova pratica in aria. Presso la nostra sede di Milano sono stati fatti numerosi collegamenti serali in 80 metri con dipolo e con rapporti lusinghieri. La notevole selettività e il basso rumore di fase consentono l ascolto indisturbato di 2 stazioni S9 distanti 2.5 khz. Sui 20 m presso il mio QTH di Milano al 1 piano con filo interno accordato ho collegato un SP5, mentre nel QTH di campagna sempre in 20 sono arrivato in Australia con direttiva 3 elementi. Ringrazio i soci della sezione di Milano per la collaborazione e il collaudo. Rimango in ogni caso disponibile per ulteriori chiarimenti o consigli in merito. Bibliografia: Radiokit 5/ ARRL HANDBOOK EXPERIMENTAL METHODS in RF DESIGN iellici.pietro@tiscalinet.it